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2024-07-11

透水面

在 RWIND 3 Pro 中,可以在表面应用渗透性。在第 Permeability 章中可以找到关于渗透性的一些简要理论。在 RWIND 3 Pro 中,渗透性通过边界条件,即在定义的表面上规定压力降来建模。压力降(压力梯度)由公式给出:

其中系数 D 和 I 定义为:

在关于渗透性模型的第 Permeability 章中讨论的可渗透介质模型中,会在要解决渗透性的单元的中心点的 N-S 方程右侧添加源项。由于 RWIND 3 Pro 仅解决可渗透表面(即,相对较薄的元素),因此到目前为止,渗透性是通过循环边界条件(porousBafflePressure)建模的,在所选元素(patch)上规定压力梯度。有关更多详细信息,请参阅 OpenFOAM 指南。这是一个计算简单的模型,可以在较短的计算时间内获得有趣的结果。然而,它也有其局限性,例如,使用该模型进行高压降可能不会导致收敛并产生结果。

关于渗透性模型(porousBafflePressure)的更多具体信息可以在 OpenFOAM-4.1 手册中找到。

渗透性与区域

在 RWIND 3 Pro 中,渗透性被分配给选定的区域作为材料属性,请参见下面的 image

在“编辑区域”对话框的“材料”部分,单击“创建新材料...”或“编辑材料...”。将出现一个带有 的对话框。

在这里,必须定义渗透系数 D 和 I 以及可渗透表面长度(厚度)L。在第 Permeability 部分描述了如何推导和获得这些系数的简介。关于推导系数的更多想法和方法也可以在这里找到: Darcy-Forchheimer 计算器 在 Dlubal 网站的知识库文章中描述了一种获取系数和建模渗透性的方法。

设置完所有系数并将区域分配给表面后,具有可渗透表面的模型已准备好进行计算。

提示

在设置系数 D 和 I 时,重要的是要牢记它们的物理解释。D 系数影响摩擦(粘性)力的重要性,而 I 系数影响流速通过可渗透表面时惯性力的重要性。

重要

仅可在简化模型上执行表面渗透性计算。收缩包装网格确保几何上正确的网格,没有任何开放的体积。如果禁用模型简化,生成的体积网格可能质量较差,结果可能不正确。在这里,需要强调的是,带有和不带有渗透表面的简化模型差别很大;参见图片“有无渗透表面的模型网格” — 在这种情况下,带渗透表面的模型形成一个开放体积模型,从而导致较大的体积网格,而没有它们的相同模型。

重要

当前的渗透性模型(OpenFOAM, porousBafflePressure)适用于相对简单的可渗透表面(例如,金属网、格栅、屏障等);即,由一组同向的三角形定义的简单形状。因此,如果我们将可渗透表面用于整个建筑物(例如,第 Project Manager 部分的“埃菲尔铁塔”模型),那么计算很可能会不稳定,结果不正确,或者计算根本无法进行。

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